数字集成电路的软错误防护

发布时间：2024-02-18 05:09

　　随着半导体技术的进步,集成电路集成度提高,尺寸逐渐减小,供电电压降低,功耗减小,芯片处理速度加快。在取得巨大进步的同时却增加了芯片对于由辐射引起的软错误的敏感性。而软错误通常由瞬态故障引起,可分为单粒子翻转(Single Event Upset,SEU)、单粒子瞬态(Single Event Transient,SET)等。Intel公司对其一款芯片进行软错误试验表明:SEU占比89%,SET占比11%。对集成电路而言,可靠性问题越来越需要重视。论文研究数字集成电路的软错误防护,提出了两种抗SEU锁存器。论文首先介绍了集成电路的发展历史、软错误概论和HSPICE仿真工具,其次介绍了一些经典的SEU防护锁存器。当高能粒子轰击时序逻辑电路(如:锁存器、触发器等)内部,导致时序逻辑电路逻辑值发生翻转,称为单粒子翻转(SEU)。1.论文提出了一种改进的基于错误检测的SEU容忍锁存器,由一个改进的标准静态锁存器及一个错误检测电路构成,解决了前人提出锁存器错误检测电路无法防护SEU的问题,通过错误检测电路能够检测出改进后的标准静态锁存器中的SEU,从而控制改进的标准静态锁存器选择正确的路径进行输出...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3离子轰击导致的软错误

从当前来盾,普遍认为软错误概念,就是降低纳米工艺到一定的节点时,因为期间干扰和太空粒子撞击,而导致的可恢复的、瞬态的以及发生时间和位置的随机错误行为。离子轰击导致的软错误,见图3所示。我国经济在快速地发展,航空航天事业也在不断地发展,许多集成电路产品已经送上太空,进行一些可靠性要....

图3.4基于边沿检测的检错触发器基本功能仿真图

得电路在保持时间之外进行错误翻转，观察能否生成正确的error信号。下图3.4和3.5分别是基本功能仿真电路和部分注入错误的部分验证电路。图3.4基于边沿检测的检错触发器基本功能仿真图如图3.4，当信号D在时钟clk上升沿之前变化，输出信号Q在保持时间内....

图3.5基于边沿检测的检错触发器故障仿真图

14能仿真通过。图3.5基于边沿检测的检错触发器故障仿真图如图3.5，当信号D在建立保持时间以外变化时，即代表发生错误翻转，此时error信号为1，error信号会通知下一级流水线使其保持原值，而不会锁存错误的值。由仿真结果可见，容错功能可以实现。3.1.3基于边....

图3.8TSPCDICE基本功能仿真图

图3.8TSPC_DICE基本功能仿真图

本文编号：3901954